JPH03187753A - 記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は記録装置に関し、詳しくはヒートバイブ等を用
いて記録ヘッドの冷却を行う構成を有した記録装置に関
する。

［従来の技術］ 従来、熱エネルギーを利用した記録方式は、感熱方式、
熱転写方式に代表されるように、高い信頼性で比較的高
画質な画像を得ることができるため、ファクシミリ、複
写機等の記録装置に幅広く用いられている。

また、最近では、さらに記録の高速化や信頼性の向上、
また高画質化がはかれるものとして、熱エネルギーによ
り飛翔液滴を形成し画像を記録するバブルジェット方式
のインクジェット記録方式が注目されている。

これらの一般に熱エネルギーを利用した画像記録方式で
は、その記録速度の高速化を図るための一方法として熱
伝導部材を記録紙幅に対応して複数個設けたいわゆるフ
ルラインタイプの記録ヘッドを用いる。

ところで、このタイプの記録ヘッドを用いた場合、熱伝
導部材の数が多いためヘッド全体の昇温が大きく、また
、吐出口の配列方向に温度分布を生じ易い、このため、
吐出されるインク液滴の量が、記録中に変化したり、ま
た、吐出口によって異なり記録画像に濃度むらを生じる
場合がある。

この様な問題に対し、記録ヘッドの吐出口配列に沿って
ヒートバイブを取り付け、このヒートバイブの熱伝導、
放熱を媒介として記録ヘッドの温度を調整することによ
り、記録ヘッドの温度や温度分布を制御することが行な
われてきた。

例えば、第３図に示すように、フルラインタイプの記録
ヘッド１の吐出口配列（吐出口は図示されない）に沿っ
てヒートバイブ２を設け、ファン４からの送風によりヒ
ートバイブ２に取付けられた放熱フィン３およびヒート
バイブ２を冷却し、また温調ヒータ６によってヒートバ
イブ２を加熱することによってヘッド温度に応じて制御
し、へラド温度の調節を行う、すなわち、ヒートバイブ
２はその内部に収容した作動液の気化によって記録ヘッ
ド１の熱を放熱フィン３まで効率良く伝えることができ
るため、放熱効率が非常に良好であり、記録ヘッド全体
の昇温をおさえることができる。また、ヒートバイブに
おける作動液の気化および液化により、吐出口配列方向
の温度をほぼ均一に保つことができる。このように、ヒ
ートバイブを設けることによフて精度の高い温度調節を
可能としていた。

このような場合、通常、記録ヘッド１とヒートバイブ２
との間には、シリコン系の熱伝導グリースが介在されて
いる。これは、ヒートバイブと記録ヘッドとの間に断熱
層となる空気がはいりこまないようにし、これらの間の
熱伝導性をより向上させるためである。

［発明が解決しようとする！！ｊＩ］ しかしながら、上述のように一般に従来例で使用される
シリコングリース等の熱伝導接続部材はグリース状であ
るため、記録ヘッドにヒートバイブを装着する上でグリ
ースの塗布工程が必要であり、また、この際記録ヘッド
をグリースで汚すこともあった。

この結果、記録装置組立における生産性が低下したり、
また、例えば記録ヘッドが故障した場合等の記録ヘッド
の交換時の作業性を悪くする原因となっていた。

特に、記録ヘッドがインクジェット方式のようにインク
液滴の吐出口を有する記録ヘッドにおいては、グリース
が吐出口面を汚し、吐出口を塞いだ場合には記録不可能
となるため、グリースを塗布する等の際には細心の注意
をはらう必要があった。

本発明は、上述した従来の問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、記録ヘッド
と記録ヘッドに接続されたヒートバイブ等の熱伝導部材
とを有する記録装置において、ヒートバイブを熱伝導性
シートを介して記録ヘッドに接続することにより、ヒー
トバイブと記録ヘッドとの間の熱接着性を損なわずに、
ヒートバイブと記録ヘッドの取り付け、交換時における
操作性を向上させることが可能な記録装置を提供するこ
とにある。

介在することを防止し、かつ良好な熱伝導を行うことが
可能となると共に、記録ヘッドの装置への取付けや交換
等における操作性が従来のシリコングリースを用いた場
合より向上する。

［課題を解決するための手段］ そのために本発明では、記録ヘッドで発生する熱を放熱
するための構成を具えた記録装置において、記録ヘッド
に取付けられ、当該記録ヘッドで発生する熱を伝導する
熱伝導部材と、該熱伝導部材の前記記録ヘッドに対する
取付けにおいて、当該熱伝導部材と当該記録ヘッドとの
間に介挿される熱伝導性シートと、を具えたことを特徴
とする。

［作　用］ 以上の構成によれば、ヒートバイブ等の熱伝導部材の記
録ヘッドへの取付けにおいて熱伝導性シートが介挿され
るため、その取付けにおいて熱伝導部材と記録ヘッドと
の間に空気等の断熱層が［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例にかかるインクジェット記
録装置の要部を示す模式的斜視図である。

同図において、１は、記録紙ｌＯの幅に対応して複数の
吐出口を配列したフルラインタイプの記録ヘッドであり
、この装置において記録ヘッド１を保持する構成や、こ
れの吐出を駆動する構成等の図示は省略されている。ま
た、記録ヘッド１は、吐出口に対応して設けられインク
液滴を吐出するための吐出エネルギーを発生する電気熱
変換素子を、ヘッド１を構成するためその長手方向に延
在するＡＪ２基板上に配設している。記録紙１０は、不
図示の搬送手段によって図中矢印方向に１ラインづつ搬
送され、この搬送に伴い記録紙１０に向けた記録ヘッド
１からのインク液滴吐出によって記録が順次なされて行
く。

２は、記録ヘッドｌのＡＪ２基板とその一部を熱伝導性
シート２０を介してヘッドｌに固定されるヒートバイブ
である。ヒートバイブ２は、記録ヘッド１と接する部分
２Ａと、記録ヘッド１による記録領域外に延在する部分
２Ｂとからなり、部分２Ｂには、複数のフィン３が取付
けられる。

ヒートバイブ２の部分２Ａにおいて、その周囲に沿って
取付は部材９が係合し、部材９を固定部材８によって記
録ヘッド１に固定することにより、ヒートバイブ２の記
録ヘッド１への固定がなされる。

３は、ヒートバイブ２の部分２Ｂにおいてその長手方向
と垂直に延在するよう取付けられるフィンであり、２ｍ
ｍ間隔で複数枚取付けられる。

これらフィン３には共通の側板、３Ａが両側に設けられ
る。

４は、空気流を生じさせるためのファンであり、フィン
３の延在方向と平行な空気流を生じるようフィン３の下
方に配設される。ファン４からの空気流はフィン３に向
けて流れ、最終的に装置上方に向けて流れ、るものであ
り、従がって、記録ヘッドのインク液滴吐出にこの空気
流が影響与えることはない、このファン４からの空気流
によって、ヒートバイブ２およびフィン３の熱が放熱さ
れる。５は記録ヘッド１の温度を検出する温度センサで
あり、６は、ヒートバイブ２を加熱するヒータである。

７は、温度センサ５が検出する記録ヘッドの温度に基づ
き、ヒータ６による加熱およびファン４の駆動を制御す
る制御装置であり、ＣＰＩＩ、ＲＡＭ、　ＲＯＭ等より
なる０以上の構成により、記録ヘッド１の温度およびそ
の分布が調整される。

第２図は、第１図に示した記録ヘッドとヒートバイブと
の接続状態を詳細に示す模式的断面図である。

同図において、ＩＡは記録ヘッド１におけるＡＩ！基板
（第１図には不図示）、２はヒートバイブであり、２０
は、ヒートバイブ２の記録ヘッド１への固定に伴なフて
、ヒートバイブ２およびＡＩｌ基板ＩＡの双方に密着状
態で取付けられる熱伝導性のシートである。記録ヘッド
１の記録に伴なって生じた熱は、Ａ４２基板ＩＡ、熱伝
導性シート２０を介し、ヒートバイブ２に伝えられる。

熱伝導性シート２０は、熱抵抗が小さいもの程よく、例
えば、市販の放熱用シリコーン系ゴムシート、可撓性黒
鉛材をシート状に成形したもの等、熱抵抗を小さなもの
とすることができるもの、すなわち熱伝導率が大きく、
シート厚を薄く成形可能なものであれば何であってもよ
い、具体的に本実施例において適切なシートとして考え
られるのは、従来のシリコン系グリースの厚さが数１０
μｍと薄くできたのに対し、シート材は薄くても１００
μｌ程度の厚さを有するため、シリコン系グリースと同
程度の熱抵抗を維持するには、その熱伝導率が少なくと
も１０−３ｃａ１０−３ｃａ１７・’Ｃ以上、好ましく
は１Ｏ−２ｃａｌ／ｃ−・ｓｅｃ・℃以上あることが必
要である。

本発明の効果を確認するために、第１図及び第２図に示
す記録ヘッドを用い記録実験を行った。

この際、使用した記録ヘッドは、上述のように熱エネル
ギーを利用してインク液滴を吐出するいわゆるバブルジ
ェット方式でフルラインタイプの記録ヘッド（吐出口密
度４００ｄｐｉ、吐出口数４４３６）であり、ヒートバ
イブは幅１７ｍｍＸ厚さ５ｍｍの偏平型のヒートバイブ
を用いた。また、熱伝導性シート２０には、デンカ放熱
シートＢＦＧ−２０（電気化学工業■製、厚さ２００　
ｐｍ　、熱伝導率的１０ｘ　１Ｏ−３ｃａｌ／ｃｍ−ｓ
ｅｃ−’ｅ　）を使用した。

さらに、記録条件として、ヒータ６の加熱制御により約
４５℃に記録ヘッド温度を保ち、記録開始に伴なってヘ
ッド温度が上昇し、４７℃を越えた場合、ファン４（流
速４■／Ｓ　）により放熱フィン３の強制冷却を行うも
のとした。

以上の条件下で、駆動周波数２　ＫＨ２で８０％デユー
ティ−のハーフトーンをＡ３サイズの記録紙に連続３０
枚記録したところ、ヘッド温度は４５℃から約４９℃ま
で上昇したが、１枚目と３０枚目の間には画像濃度差が
生じず、良好な画像記録を行うことが出来た。

なお、熱伝導性シート２０の表面に接着剤層を設けると
、記録ヘッドの製造交換等においてより操作性を良くす
ることが出来る０例えば、熱伝導性シート２０のヒート
バイブ側表面に接着層を設け、予めヒートバイブ２に熱
伝導性シート２０を接着後、記録ヘッド１を取り付ける
と良い。これにより、確実に熱伝導性シート２０を記録
ヘッド１およびヒートバイブ２に密着させることができ
る。この接着層の厚さは、約３０μ園以下であれば材質
に関係なく、熱伝導性等に影響を与えることはない。

（その他） なお、本発明は、特にインクジェット記録方式の中でも
バブルジェット方式の記録ヘッド、記録装置において優
れた効果をもたらすものである。

かかる方式によれば記録の高密度化、高精細化が達成で
きるからである。

その代表的な構成や原理については、例えば、米国特許
第４７２３１２９号明細書、同第４７４０７９６号明細
書に開示されている基本的な原理を用いて行うものが好
ましい、この方式は所謂オンデマンド型、コンティニエ
アス型のいずれにも適用可能であるが、特に、オンデマ
ンド型の場合には、液体（インク）が保持されているシ
ートや液路に対応して配置されている電気熱変換体に、
記録情報に対応していて核沸騰を越える急速な温度上昇
を与える少なくとも１つの駆動信号を印加することによ
フて、電気熱変換体に熱エネルギを発生せしめ、記録ヘ
ッドの熱作用面に膜沸騰を生じさせて、結果的にこの駆
動信号に一対一で対応した液体（インク）内の気泡を形
成できるので有効である。この気泡の成長、収縮により
吐出用開口を介して液体（インク）を吐出させて、少な
くとも１つの滴を形成する。この駆動信号をパルス形状
とすると、即時適切に気泡の成長収縮が行われるので、
特に応答性に優れた液体（インク）の吐出が達成でき、
より好ましい、このパルス形状の駆動信号としては、米
国特許第４４６３３５９号明細書、同第４３４５２６２
号明細書に記載されているようなものが適している。な
お、上記熱作用面の温度上昇率に関する発明の米国特許
第４３１３１２４号明細書に記載されている条件を採用
すると、さらに優れた記録を行うことができる。

記録ヘッドの構成としては、上述の各明細書に開示され
ているような吐出口、液路、電気熱変換体の組合せ構成
（直線状液流路または直角液流路）の他に熱作用部が屈
曲する領域に配置されている構成を開示する米国特許第
４５５８３３３号明細書、米国特許第４４５９６００号
明細書を用いた構成も本発明に含まれるものである。加
えて、複数の電気熱変換体に対して、共通するスリット
を電気熱変換体の吐出部とする構成を開示する特開昭５
９−１２３６７０号公報や熱エネルギの圧力波を吸収す
る開孔を吐出部に対応させる構成を開示する特開昭５９
−１３８４６１号公報に基いた構成としても本発明の効
果は有効である。すなわち、記録ヘッドの形態がどのよ
うなものであっても、記録を確実に効率よく行いつるか
らである。

さらに、シリアルタイプの記録ヘッドであって、装置本
体に装着されることで、装置本体との電気的な接続や装
置本体からのインクの供給が可能になる交換自在のチッ
プタイプの記録ヘッド、あるいは記録ヘッド自体に一体
的に設けられたカートリッジタイプの記録ヘッドを用い
た場合にも本発明は有効である。

また、本発明に記録装置の構成として設けられる、記録
ヘッドに対しての回復手段、予備的な補助手段等を付加
することは本発明の効果を一層安定できるので、好まし
いものである。これらを具体的に挙げれば、記録ヘッド
に対してのキャッピング手段、クリーニング手段、加圧
或は吸引手段、電気熱変換体或はこれとは別の加熱素子
或はこれらの組み合わせによる予備加熱手段、記録とは
別の吐出を行なう予備吐出モードを行なうことも安定し
た記録を行なうために有効である。

また、搭載される記録ヘッドの種類ないし個数について
も、例えば単色のインクに対応して１個のみが設けられ
たものの他、記録色や濃度を具にする複数のインクに対
応して複数個数設けられるものであフてもよい。

さらに加えて、本発明記録装置の形態としては、コンピ
ュータ等の情報処理機器の画像出力端末として用いられ
るものの他、リーダ等と組合せた複写装置、さらには送
受信機能を有するファクシミリ装置の形態を採るもので
あってもよい。

［発明の効果］ 以上説明からなように、本発明によれば、ヒートバイブ
等の熱伝導部材の記録ヘッドへの取付けにおいて熱伝導
性シートが介挿されるため、その取付けにおいて熱伝導
部材と記録ヘッドとの間に空気等の断熱層が介在するこ
とを防止し、かつ良好な熱伝導を行うことが可能となる
と共に、記録ヘッドの装置への取付けや交換等における
操作性が従来のシリコングリースを用いた場合より向上
する。

この結果、上記操作性を向上させつつ記録ヘッドの放熱
が良好に行われ記録画像の品位を保つととが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例に係るインクジェット記録装
置を要部を示す模式的斜視図、第２図は、第１図に示し
た記録ヘッドとヒートバイブとの接続状態を詳細に示す
模式的断面図、第３図は、ヒートバイブ装着した記録ヘ
ッドの一従来例を示す立面図である。 １・・・記録ヘッド、 ＩＡ・・−Ａｊ！基板、 ２・・・ヒートバイブ、 ３・・・放熱フィン、 ３Ａ・・・側板、 ４・・・ファン、 ２０−・・熱伝導性シート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）記録ヘッドで発生する熱を放熱するための構成を具
   えた記録装置において、 記録ヘッドに取付けられ、当該記録ヘッドで発生する熱
   を伝導する熱伝導部材と、 該熱伝導部材の前記記録ヘッドに対する取付けにおいて
   、当該熱伝導部材と当該記録ヘッドとの間に介挿される
   熱伝導性シートと、 を具えたことを特徴とする記録装置。 ２）前記熱伝導部材は、ヒートパイプであることを特徴
   とする請求項１に記載の記録装置。 ３）前記記録ヘッドは記録紙の幅に対応して複数の発熱
   素子を配した記録ヘッドであることを特徴とする請求項
   １または２に記載の記録装置。 ４）前記発熱素子は電気熱変換素子であり、該素子が発
   生する熱エネルギーを利用してインク液滴を吐出し、該
   インク液滴を記録媒体に付着させて記録を行うことを特
   徴とする請求項３に記載の記録装置。